变压器厂

　　干式变压器中，铜排(又称铜母线) 是核心导电连接件，主要用于变压器高低压绕组与外部配电系统的连接，承担着传输额定电流、保障功率输出的关键作用。其设计、选材、安装直接影响变压器的安全运行、导电效率及使用寿命，以下从核心维度展开详解：

　　一、铜排的核心作用

　　干式变压器无绝缘油冷却，铜排作为“电流桥梁”，核心功能包括：

　　1. 电流传输：将变压器低压绕组输出的大电流(如几百至几千安)传递至低压配电柜，或接收高压配电柜输入的高压电流(经高压绕组降压);

　　2. 连接过渡：通过铜排的弯曲、打孔等加工，适配变压器绕组端子与外部电缆/母线槽的安装尺寸，实现灵活对接;

　　3. 散热辅助：铜的导热性优异，可辅助分散绕组端子处的局部热量，避免因接触点过热导致绝缘老化。

　　二、铜排的材质选择及要求

　　干式变压器对铜排材质的纯度、导电性能要求严格，主流选用 T2紫铜(国标GB/T 5585.1标准)，核心指标需满足：

　　纯度：铜含量≥99.95%，杂质(如铁、磷、铅)含量极低，避免因杂质导致导电率下降或局部发热;

　　导电率：20℃时导电率≥58.5 MS/m(国际退火铜标准IACS的97%以上)，确保低损耗传输;

　　机械性能：根据安装场景选择硬度等级(软态M、半硬态Y2、硬态Y)：

　　软态(M)：适用于需要多次弯曲的场景(如狭小空间布线)，延伸率≥30%，易加工;

　　半硬态(Y2)：适用于固定安装、弯曲较少的部位，硬度适中(HV 6080)，兼顾强度与可塑性;

　　表面处理：为防止氧化和腐蚀，铜排表面需做防护处理，常见方式：

　　裸铜排：仅用于干燥、无腐蚀性的室内环境(如配电室);

　　镀锡铜排：表面镀一层锡(厚度≥5μm)，增强抗氧化性，避免铜氧化生成氧化铜(导电率低);

　　覆绝缘层铜排：表面包覆热缩绝缘套管(如10kV级用10kV热缩管)或涂刷绝缘漆，适用于高压侧或多排密集布置场景，防止电晕或短路。

　　三、铜排的关键规格参数

　　铜排的规格需根据变压器额定电流、温升限值、安装空间综合计算确定，核心参数包括：

　　1. 截面积(S)

　　是决定载流量的核心指标，计算公式参考：\( S = \frac{I}{J} \)(\( I \)为额定电流，\( J \)为电流密度)。

　　干式变压器铜排的电流密度通常取 2.53.5 A/mm²(环境温度40℃、自然冷却条件下)，例如：

　　额定电流1000A的低压铜排，截面积需≥1000/3 ≈ 333 mm²，常用规格为“60×6 mm”(截面积360 mm²)或“80×5 mm”(截面积400 mm²)。

　　2. 尺寸(宽度×厚度)

　　常见规格为“宽×厚”(如30×3、50×5、60×8、100×10 mm等)，需满足：

　　厚度≥3mm(避免长期电流作用下产生塑性变形);

　　宽度与厚度比≤10(如60×6 mm，比值10)，防止铜排在大电流下因电动力产生振动或弯曲。

　　3. 绝缘等级匹配

　　铜排的绝缘处理需与干式变压器的绝缘等级一致(如F级、H级)：

　　F级变压器(******允许温度155℃)：选用耐温≥155℃的绝缘套管/漆;

　　H级变压器(******允许温度180℃)：选用耐温≥180℃的硅橡胶绝缘套管或聚酰亚胺绝缘漆。

　　四、铜排的安装工艺要点

　　干式变压器铜排安装需严格遵循GB 50148《电气装置安装工程 电力变压器、油浸电抗器、互感器施工及验收规范》，核心要点：

　　1. 连接紧固：控制扭矩，防接触过热

　　铜排与绕组端子、外部设备的连接需用螺栓紧固，螺栓规格(如M8、M10)需匹配铜排厚度，且扭矩值必须符合标准(例：M10螺栓扭矩为3035 N·m)，避免：

　　扭矩不足：接触电阻增大(易产生“焦耳热”，导致接头温度超标);

　　扭矩过大：铜排变形或螺纹损坏，破坏接触稳定性。

　　此外，接触面需清洁(无氧化、油污)，可涂抹导电膏(如电力复合脂)降低接触电阻。

　　2. 绝缘防护：防短路、防电晕

　　高压侧铜排(如10kV)：必须包覆绝缘套管，且套管两端需超出连接点≥20mm，防止空气湿度大时产生电晕放电;

　　多排铜排平行布置：间距需≥铜排宽度(或≥20mm)，避免排间电场过强导致击穿短路;

　　铜排与箱体/接地体距离：需满足安全距离(如10kV铜排与接地体距离≥125mm)。

　　3. 弯曲工艺：避免损伤铜排与绝缘

　　铜排弯曲时需用专用弯排机，弯曲半径(R)需满足：

　　冷弯(常温弯曲)：R≥2倍铜排厚度(如6mm厚铜排，R≥12mm);

　　热弯(需加热时)：R≥1.5倍铜排厚度;

　　禁止强行弯曲或反复弯折，防止铜排产生裂纹(导致导电截面积减小、局部发热)。

　　4. 散热保障：减少局部积热

　　铜排布置需避开变压器的散热风口(如冷却风机的进出风通道);

　　大电流铜排(如2000A以上)可在表面铣槽或增加散热片，增强散热效果。

　　五、运行维护重点

　　干式变压器铜排的日常维护需聚焦“防过热、防绝缘老化”，核心检查项：

　　1. 温度监测

　　用红外测温仪定期检测铜排接头温度(每月至少1次)，正常运行时接头温升(超过环境温度的差值)应≤70K(如环境温度40℃，接头温度≤110℃);

　　若温度超标，需停机检查：是否螺栓松动、接触面氧化或导电膏干涸。

　　2. 外观检查

　　每周检查铜排表面：是否有氧化变色(如出现黑色氧化铜)、绝缘套管是否破损/收缩、是否有灰尘堆积(灰尘会降低绝缘性能，需用干燥压缩空气吹扫);

　　检查铜排是否有振动异响(可能是螺栓松动导致，需重新紧固)。

　　3. 定期紧固

　　每半年对铜排连接螺栓进行一次力矩复紧(尤其是投运初期3个月内，因热胀冷缩易导致螺栓松动)，复紧扭矩需与安装时一致。

　　六、常见问题与解决办法

　　七、铜排与铝排的对比(选型参考)

　　干式变压器中，铜排虽成本高于铝排，但综合性能更优，两者对比见下表：

　　八、相关标准参考

　　材质标准：GB/T 5585.12019《铜及铜合金母线 第1部分：一般规定》

　　安装标准：GB 501482010《电气装置安装工程 电力变压器、油浸电抗器、互感器施工及验收规范》

　　变压器标准：GB 1094.112023《电力变压器 第11部分：干式变压器》

　　综上，干式变压器铜排的设计与管理需围绕“低损耗、高安全、长寿命”展开，从材质选型到安装维护，每一步均需符合国标要求，避免因铜排问题导致变压器跳闸、绝缘损坏等故障。